第四届国际Argo科学研讨会在意大利威尼斯顺利召开
第四届国际Argo科学研讨会(ASW-4)于2012年9月27-29日在意大利威尼斯利多(Lido)岛上的国际会议中心顺利召开。此次 Argo科学研讨会被列为“国际雷达高度计二十年进展学术讨论会”(2012年9月24-29日) 的重要分会之一,也是国际Argo计划实施12年来举行的第四次科学盛会。应会议组织方的邀请,经国家海洋局国际合作司以及国家海洋局第二海洋研究所的批 准,中国Argo实时资料中心吴晓芬研究实习员参加了本次会议,提交的论文“利用Argo资料分析探讨暖水进出西太平洋暖池及其体积变化” 以墙报形式参与了会议交流。此外,参加此次会议的中国代表还有中国科学院测量与地球物理研究所鲍李峰研究员、中国科学院大气物理研究所成里金博士和中国科 学院上海天文台王小亚研究员。
一、会议概况
会议由国际Argo科学组联合主席,来自美国斯克里普斯海洋研究所的Dean Roemmich教授和澳大利亚联邦科学与工业组织(CSIRO)天气与气候研究中心的Susan Wijffels教授共同主持。来自全球25个国家(美国、日本、法国、加拿大、英国、德国、印度、韩国、澳大利亚、挪威、意大利、中国、阿根廷、西班 牙、比利时、巴西、波兰、葡萄牙、多巴哥、丹麦、希腊、南非、土耳其、新西兰、苏丹)的234名代表参加了会议。会议共收到论文摘要82篇,其中安排大会 报告40篇、张贴墙报42篇。与会代表们围绕“海平面与Argo(sea level and Argo)”、“热盐收支( heat and salt budget)”、“经向翻转流和大尺度环流(MOC and large scale circulation)”、“中尺度环流(mesoscale circulation)”、“Argo资料对于模式的影响(impacts in models)”以及“Argo在向边缘海、冰区以及生物化学方面的扩展(extension of Argo to marginal seas、sea ice and biogeochemistry)”等六个专题进行了广泛交流和热烈讨论。
二、会议专题与成果
本次会议的40个大会报告中,除了4个特邀报告外,分六个专题进行了大会交流。
1、特邀报告
Albert Fischer先生的报告围绕全球海洋观测系统(GOOS)与Argo的联系展开。报告指出Argo观测网的增长使得气候学上的许多研究热点问题得到了开 拓性的解决,以及2009年海洋观测大会对于Argo计划的高度评价,还指出了GOOS系统对于Argo未来十年发展的关注点主要在于Argo计划的维 持、扩张的可能性等方面,并表示Argo计划将仍是GOOS关注的重要项目。Albert Fischer先生还指出,Argo计划的核心任务应当仍然围绕气候研究来进行,其扩张的任务可以围绕海冰区、边缘海以及化学生物等领域进行,且在海洋观 测上面应该注重合适的样本分布。Susan Wijffels女士报告的题目是“Argo的十年发展及未来的挑战”,通过回忆Argo从起初的设想、初步实施到取得预期目标的发展历程,围绕Argo 已经取得的成就、目前的状态以及未来的扩张三个方面进行了阐述,并指出 Argo资料在描述和跟踪全球次表层海洋过程,尤其是缺少实测资料的南大洋海域的第一手海洋信息的获取上做出了重要的贡献。P.Y. Le Traon先生主要介绍了欧洲Argo(Euro-Argo)的进展情况。Euro-Argo计划将组织和集中欧洲各国的力量来对国际Argo计划作出贡 献。2008年1月到2011年6月是Euro-Argo计划的实施阶段,由第七批次基础研究项目提供经费支持,其目标是在欧洲形成合法以及统一的海洋基 础研究设施架构,也即欧洲研究基础设施联合体计划(Euro-Argo ERIC)。截止目前,已有11个欧洲国家同意加入这个新的合法的欧洲团体组织,从而维持并扩大欧洲对国际Argo计划的贡献。有关设立Euro- Argo ERIC的报告已经提交到欧盟委员会,欧洲各国相关政府将对此报告签字后使之生效。S.Pouliquen女士介绍了Argo数据处理系统的情况。该系统 由11个区域数据中心和总部分别位于美国和法国的两个全球数据中心(GDACs)构成,数据形态分为实时和延时两种模式。95%以上的Argo剖面资料可 以于数据接收后24小时内发布到全球通信系统(GTS)及GDACs上,而截止目前,85%的Argo剖面资料已经得到了延时模式质量控制。此外,资料小 组目前已经开展海流数据的处理工作。S.Pouliquen女士指出,在过去的十年里,Argo资料处理系统已经证明了自己工作的有效性和结果的可靠性, 并且成为全球海洋表层以下数据库(GOSUD)和OceanSITES全球数据中心的一个很好的榜样,且美国国家海洋数据中心(US-NODC)会定期储 存Argo数据,为的是确保Argo数据集未来的安全性,以及在没有互联网连接的情况下以硬盘/光盘的形式向用户提供Argo资料。
2、海平面与Argo
鉴于遥感资料可以直接获取反演的海平面高度(sea surface height)数据,而Argo剖面资料可以计算体积高度(steric height),因此针对二者之间差异的研究越来越广泛,而本专题的5个报告均涉及海平面高度变化、体积高度变化与海水质量(ocean mass)变化三者之间的关系。英国纽卡斯尔大学Rory Bingham教授和法国海洋开发研究院Karina von schuckmann研究员的研究均是针对全球海平面变化的,而印度遥感中心Surajit Ghosh研究员和德国地球科学研究中心Saskia Esselborn研究员的研究则分别针对孟加拉湾和北大西洋的海平面变化,美国Scripps 海洋研究所Donata Giglio博士则主要关注引起海面高度变化的动力因子--垂向对流(vertical advection)的作用。其中,Rory Bingham教授分析了采用高度计资料计算得到的全球平均海平面变化与采用Argo资料计算得到的0-300m海洋密度场变化(体积高度的另外一种形 式)之间的关系以及与ENSO事件的联系,发现尽管上层海洋密度场中以ENSO事件为其显著的年际变化信号,但是单单赤道太平洋密度场的年际变化不足以代 表平均海平面的年际变化,二者存在差别;法国海洋开发研究院Karina Von Schuckmann研究员则同样利用高度计资料和Argo资料分析了0-700m以及0-2000m两种不同计算深度下全球海平面的变化情况,报告指 出,0-2000m海平面的增长幅度要比0-700m的大35%左右;Surajit Ghosh研究员的报告指出孟加拉湾1993-2002年的海平面呈上升趋势,而2003-2010年的海平面相比1993-2002年更高,并且体积高 度变化和海水质量变化的总和约为6.26±1.29mm/yr,而这与总的海平面变化量(4.36±1.45mm/yr)相差不大,二者的差异可能是高度 计误差或者大气海洋耦合因子带来的;Saskia Esselborn研究员的报告则指出北大西洋海平面三极子的变化模态,即大西洋热带-副热带-副极地分别为正-负-正的海平面异常。另外,还有3篇墙报 涉及该专题研究。
从该专题的报告中可以看出,由于遥感资料和现场(in situ)观测资料的获取,尤其是Argo全球观测网积累的大量温、盐度剖面资料,使得针对海面高度变化特征的分析,尤其是对引起海平面变化的原因(海面 高度变化由体积变化和质量变化两个主要部分组成)的分析成为可能,并且已成为目前海洋科学研究的新热点之一。
3、海洋热盐平衡
该专题涉及到热含量、盐含量、海洋热状态对热带气旋的响应等方面,共有6个报告,其中有2个报告是关于数据集开发的,有2个报告涉及到热含 量/盐含量,但2个报告更为关注Argo浮标的分布情况对于热含量/盐含量计算的影响,另外2个报告则分别涉及淡水和盐水输送以及热带气旋方面。英国国家 海洋中心Brian King研究员介绍了他们利用Argo资料和水文历史观测资料制作的时间分辨率为10天的大西洋温、盐数据集,并使用该数据分析了经向翻转流(MOC)以 及盐含量的情况,指出MOC在2009年呈减弱趋势,而盐含量的变化与观测到的26°N断面的淡水通量联系紧密;法国地面卫星接收中心 (CLS)Stephanie Guinehut研究员介绍了他们利用遥感资料和Argo观测资料制作的时间分辨率为一周的0-1500m全球海洋包括温度、盐度、动力高度和地转流等参 数的数据集,并利用该数据集分析了全球SST,发现无论哪一个层次或者纬度,1993-2009年SST均呈明显的增温趋势,并采用该数据集分析了大西洋 经向翻转流的变化趋势等;美国国家海洋数据中心(NODC)Tim Boyer研究员采用近十年来积累的Argo剖面资料分析了全球海洋上层0-2000m的热盐变化,报告指出,虽然全球海洋0-700m层热含量变化趋于 平稳,但是0-2000m层的热含量呈逐渐上升的趋势,而盐含量的变化要小于热含量;西班牙近岸海洋观测与预测中心Melanie Juza研究员分析了Argo浮标分布情况对于海洋热含量计算的影响。报告指出,在极少或没有Argo浮标的区域投入Argo浮标,将大大提高对于全球海 洋热含量的季节和年际变化的估计,而在能够获取Argo浮标数据的区域,浮标的分布不均将给热含量的计算带来显著的误差,但是这一情况在2007年底全球 海洋上成功布放3000个浮标的情况下得到了很大的改善;美国南卡罗莱纳大学Subrahmanyam Bulusu教授分析了印度洋的淡水和盐水输送情况。从季节变化上看,孟加拉湾和阿拉伯海之间有明显的淡水和盐水输送。此外,该报告还描述了由Argo资 料计算得到的地转流对盐水输送的影响,在西南季风时期,阿拉伯海海域的索马里海流和孟加拉湾海域的印度洋东边界流的经向盐水输送是向北的,而东北季风时期 则刚好相反。最后,在赤道附近,盐水的平均纬向输送要大于经向输送,并且同样呈现季节性翻转的情况,其主要原因在于季风不同时期的反向、流场以及印度洋偶 极子(IOD)的作用;中国科学院大气物理研究所成里金博士介绍了全球尺度范围内海洋热状态对热带气旋的响应,其研究首先将热带气旋分为热带风暴和飓风两 类,并指出,在热带风暴经过的3天内,海洋向大气提供能量以维持热带风暴,其年平均总值约为9.1W/m2,其中3.2 W/m2来自热带风暴,剩余的5.9 W/m2来自飓风。报告还指出,飓风经过后(4-20天平均)海洋得到能量,而热带风暴经过后,海洋则损失能量,揭示了超强热带气旋和强热带气旋对于海洋热状态影响的不同。另外,还有6篇墙报涉及该专题研究。
从该专题的报告和墙报可以看出,由于Argo资料的积累,高时间分辨率如一周、十天等温盐数据集产品越来越多,而伴随这些数据集的开发,关 于海洋热含量、盐含量以及热带气旋对于海洋热状态的影响等物理过程和机制得到了越来越深入的研究和探讨,大大提高了人们认识全球海洋热盐变化的能力。因 此,如果Argo观测网能继续维持十年以上,并且在浮标的分布上能更加均匀,将大大帮助人们认识全球海洋热盐的长期变化以及详细的变化过程。
4、经向翻转流(MOC)以及大尺度环流
本专题有9个报告,内容涉及MOC、模态水、印度洋偶极子(IOD)以及1000m层上的环流特征等。其中4个报告涉及大尺度环流,包括 MOC和1000m层环流特征,3个报告涉及模态水。英国南安普敦大学Neil Wells教授研究了2009年MOC减弱情况下北大西洋26°N断面上MOC、热含量以及海气相互作用的变化情况。报告指出,2009年MOC减弱了约 50%,而该异常与海洋热含量异常及海表热通量异常有关;美国Scripps海洋研究所Paola Cessi博士的报告分析了MOC与绕极环流(ACC)等的关系。MOC的热量和淡水输送主要取决于ACC的层化程度(stratification), 而后者又取决于热量和淡水的涡通量(eddy flux);美国Scripps海洋研究所Nathalie Zilberman博士的报告分析了南太平洋经向输送特征。32°S以北,0-2000m的地转输送是向北的,而Ekman输送则是向南的,并且,在年际 尺度上,11°S以北的地转输送呈现明显的ENSO信号,且La Nina 年增多而El Nino年减少,并且ENSO信号在11°S-27°S范围内不明显,另外27°S以南的地转输送则呈环状变化模态(Annular Mode);法国海洋开发研究院Michel Ollitrault研究员利用Argo资料分析了1000m层的环流特征和涡动能量(EKE)。报告指出,1000m层上最强的流是南极绕极流 (ACC)、西边界流、北边界流以及赤道纬向反向流,且EKE的极值出现在南非以南海域、阿根廷海盆、ACC、湾流及索马里海流附近,而EKE在黑潮和赤 道带区域并不强;巴西物理海洋研究所Olga Sato研究员利用Argo资料分析了南大西洋模态水的生成速率。报告指出,靠近巴西-马尔维纳斯汇合流附近的巴西海流向南伸展会加速南大西洋副热带模态 水的形成;夏威夷大学曲堂栋教授利用Argo资料结合模式分析了南太平洋热带水(South Pacific Tropical Water, SPTW)的形成、路径及其下沉的影响,且发现SPTW是向赤道流动的,可能影响赤道温跃层和表层之间的分层(stratification)以及障碍层 的厚度等;夏威夷大学裘波教授报告了涡的变化以及黑潮延伸体激流(Kuroshio Extension Jet, 简称KE Jet)对北太平洋中层水(North Pacific Intermediate Water)的影响;澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)蔡文炬研究员分析了引起IOD偏度(skewness)的几种原因,其中包括非线性加 热、温跃层-温度响应不对称以及降水蒸发的影响;法国物理海洋实验室Sabrina Speich研究员报告了好望角项目(GoodHope project)的进展和SAMOC(South Atlantic’s Branch of the Meridional Overturning Circulation)国际合作项目的计划。鉴于南非南部海域的特殊性和重要性,6个国家(法国、南非、美国、德国、俄国和西班牙)的11个单位已经联 合对这一海域进行了海洋调查,并命名为好望角项目,且投放了Argo浮标在该海域,项目的目标是为了提高对这一海域海洋动力过程以及水团特征的认识,而 SAMOC则是针对经向翻转流在南大西洋分支的一个新的国际合作研究项目。另外,还有10篇墙报涉及该专题研究,其中,国家海洋局第二海洋研究所吴晓芬研 究实习员提交的参与大会交流的墙报是有关利用Argo资料分析探讨暖水进出西太平洋暖池及其体积变化的研究,西太平洋暖池最深可达120m,其体积约 1.86×1015m3;暖池体积呈1a和0.5a周期变化,其中,暖池在0.5a周期变化中呈典型的双峰结构,而年际变化则呈准 2a周期;气候态上,流进暖池的纬向流量约52Sv,主要集中在暖池上层,且以东边界流入为主,而流出暖池的纬向流量约49Sv,主要集中在暖池中下层, 同样以东边界流出为主;进出暖池的纬向净流量的年变化同样呈双峰结构,但年际变化信号比较微弱;且无论暖池的体积变化,还是纬向流量的变化,可能ENSO 事件联系紧密。
从该专题的报告中可以看出,Argo温、盐度剖面及其漂移轨迹资料,越来越多的被利用到分析MOC以及模态水的工作中,正如裘波教授在报告 时指出,Argo资料的积累,不仅对海洋环流提供了长期的观测,更帮助人们对大尺度环流隐藏的动力过程获得更加清楚的认识。
5、中尺度环流
该专题有4篇报告。日本海洋地球科学技术中心(JAMSTEC)Toshio Suga研究员介绍了JAMSTEC于2010年发起的针对西北太平洋中尺度和次中尺度物理生物化学过程的调查项目(Western North Pacific Integrated Physical-Biogeochemical Ocean Observation Experiment, INBOX)的进展和最新研究成果。该项目2010年秋季在黑潮延伸区以南的S1潜标站点(30°N,145°E)所在海域布放了5个Argo浮 标,2011年布放了25个浮标,这些浮标每2-3天一个循环,并且S1站点潜标自身携带有CTD等多种传感器,以及ADCP(Acoustic Doppler Current Profiler)、流沙含量捕捉器等,结合卫星高度计资料,多角度多方位的研究该区域中尺度和次中尺度海洋过程及其生物化学现象;南非海湾研究与教育中 心Tamaryn Morris博士的报告阐述了红海水(Red Sea Water, RSW)的输送机制。RSW是形成于红海的中层水,然后进入亚丁湾,再进入莫桑比克通道。在莫桑比克通道中,气旋式涡旋和反气旋式涡旋一起共提供约44% 的输送能力(transport potential);澳大利亚联邦科学与工业研究组织Ken Ridgway博士的报告阐述了澳大利亚主岛和塔斯马尼亚岛之间的巴斯海峡(Bass Strait/Tasman Sea)海水运动情况。高密度的陆架水沿塔斯马尼亚岛北上然后向东进入巴斯海峡,其厚度约200-300m,并以反气旋涡旋的形式向西输送;意大利国家基 础研究委员会(CNR)Bruno Buongiorno Nardelli博士介绍了CNR最近开发的用于提取中尺度三维非地转流的诊断模式。另外,还有8篇墙报涉及该专题研究。
从该专题的报告中可以看出,Argo浮标,尤其是铱星Argo浮标的布放,在描述中尺度/次中尺度涡旋动力过程方面,以及海洋中尺度/次中尺度物理过程对生物化学现象的影响(如INBOX项目)等方面做出了很大的贡献。
6、Argo资料对模式的影响
该专题有6篇报告。澳大利亚联邦科学与工业研究组织Peter Oke研究员的报告阐述了全球海洋数据同化试验(The Global Ocean Data Assimilation Experiment ,GODAE) 中观测部分的影响。任何一个海洋预测分析业务化系统都需要实测资料来支撑,因此Peter Oke研究员的报告分析了不同数据、不同同化方法以及不同预报方法等对于海洋预报能力的影响;美国蒙特瑞海军研究实验室James Cummings研究员的报告指出了在HYCOM模式(Hybrid Coordinate Ocean Model)中同化Argo数据可以降低预测误差;法国地面卫星接收中心空间物理海洋部门Mounir Benkiran研究员报告了Argo资料及其质量控制对麦卡托(Mercator)海洋全球和区域再分析系统的影响。报告指出,Argo浮标的布放提供 了越来越多的实测资料,从而对业务化海洋预测系统提供了很好的约束(constrain),从而提高了业务化预测的准确度;法国气象局Daniel Lea研究员报告了使用观测系统估计实验(Observing System Evaluation Experiment, OSEE)来评估Argo数据在法国气象局业务化海洋预测系统-FOAM耦合模式(Fast Ocean Atmosphere Model,FOAM)中的价值。报告指出,如果没有Argo数据,观测减去背景场的协方差将增大5%左右,并且其它变量也会发生变化,说明Argo资料 在FOAM耦合模式中是不可缺少的;日本气象局(JMA)Yosuke Fujii博士的报告采用了两种方法来评估JMA海洋数据同化系统中Argo资料的影响。一种就是OSEE方法,对于全部的Argo剖面资料,分别只同化 80%、60%、40%、20%和0%的Argo资料,然后评估5种实验结果,另一种是评估Argo资料对于ENSO预测的影响。两种试验最后都显示 Argo资料明显改善同化的结果;韩国国家气象研究中心KiRyong Kang教授的报告分析了Argo数据在模拟东海(日本海)表层环流上的作用,并将结果与实测的海流资料进行了对比。分析发现,在使用Argo数据和不使 用Argo数据进行同化的两种情况下,前者的相关系数为0.5(最大值为0.9),而后者迅速降低到0.2,再次表明了Argo资料在同化系统中的重要作 用。另外,还有6篇墙报涉及该专题研究。
随着Argo数据的积累,越来越多的国家研究机构将海量的Argo数据应用到其海洋数据同化系统和海洋业务化预报系统中,虽然这些系统采用了不同的方法, 但支撑系统的主要还是实测资料,因此对于实测资料量的需求是一致的。Argo资料的应用,可以明显改善某些海区的模拟结果,但同时也对Argo资料的质量 提出了更高的要求,而如何更有效结合Argo和卫星高度计资料也将是人们面临的挑战。
7、Argo向边缘海区和冰区扩张
该专题共有5篇报告。意大利国家物理海洋和地球物理研究中心Pierre-Marie Poulain研究员报告了地中海和黑海的Argo状况。在2001到2011年期间,国际Argo计划共在黑海和地中海布放了超过120个Argo浮 标,并依据这些海域的环流和水团特征对浮标的循环周期、停留深度、携带传感器等进行了设置,并且毗邻国家对于投放Argo浮标在他们国家的专属经济区 (EEZ)并未进行投诉,此外,这些浮标资料的质量控制已经完成;该中心Milena Menna博士随后报告了利用这些Argo数据计算得到的地中海中层环流特征;德国亥姆霍兹-盖斯特哈赫特近岸物质研究中心Emil V.Sanev研究员报告了采用近2年布放在黑海的Argo浮标分析得到的黑海溶解氧的分布特征。报告指出,以往声称的采用等密度线可以很好的描述水团垂 直结构的方法,无论是针对黑海沿岸海域还是黑海中心海域,该方法都是很粗糙的;美国华盛顿大学Annie P.S. Wong教授报告了南极附近冰覆盖海域的剖面浮标观测情况。自2007年起,华盛顿大学在南极冰覆盖海域共布放了超过80个剖面浮标,大部分浮标都持续工 作了4年,表明Argo浮标可以很好的用于极区海洋观测,以及极区海洋的垂向运动过程、夹带现象、淡水融化过程等;美国缅因大学海洋科学院 Emmanuel Boss教授报告了技术和科学的发展使得剖面浮标在观测海洋生物化学过程方面成为可能,并且具有一定的可靠性。标准Argo浮标3-5年的寿命保证了可以 对其资料的可靠性进行检验。另外,还有9篇墙报涉及该专题研究。
从该专题的报告中可以看出,在维持Argo核心任务(主要是针对大洋观测)的同时,Argo浮标也被越来越多地投放到边缘海和冰覆盖海域, 并且取得了非常显著的研究成果,而这些海域,尤其是冰覆盖海域,如何对Argo浮标所获取的剖面资料进行质量控制仍是一个大的挑战。
三、体会与建议
首届国际Argo科学研讨会(2003年11月日本东京)召开时在全球海洋上正常工作的Argo浮标总数还不到1000个,第二届科学研讨 会(2006年3月意大利威尼斯)时海上正常工作的浮标总数为2436个,第三届科学研讨会(2009年3月中国杭州)时海上正常工作的浮标总数为 3325个,而本届研讨会召开时在海上正常工作的浮标数量已经达到了3561个。从1998年至本届会议召开时,各国际Argo计划成员国在全球海洋上投 放浮标的总量约为8700个,且自2007年底以来,在海上正常工作的浮标一直保持在3000个以上,获取的温、盐度观测剖面累计达到了80余万条。 Argo资料已经被各国海洋、大气科学界广泛应用到海洋数据同化、业务化海洋和天气预报系统以及大洋水团、热盐通量、大尺度环流、中尺度环流、全球大洋的 绝对动力高度等研究中,并取得了一大批应用研究成果。
Argo计划的实施和十年来的发展,已经大大推动了国际海洋、大气科学的发展,有科学家已经把海洋科学的发展划分为高度计前时代、高度计时代和Argo时 代;GOOS计划办公室主任Albert Fischer先生代表GOOS委员会还声明,“Argo计划推动了气候研究(如热收支、季节和年际变化)、海洋研究(如中尺度变化、数据分析产品)及海 洋预测(如对预测系统提供了一个重要约束、提高预测准确度),Argo计划将继续成为GOOS重点关注的项目之一”,被纳入GOOS全球海洋观测及气候变 化研究的重要组成部分,这些都是对国际Argo计划的充分肯定和高度评价,也是各Argo计划成员国大力合作的结果。伴随Argo资料近十年来的积 累,Argo资料的应用研究水平也在不断提高,如以往Argo资料在海洋数据同化系统中的应用还处于摸索阶段,但是此次会议的专题报告显示,各国的业务化 海洋天气预报系统都已经将Argo资料作为其同化系统的支撑资料,逐渐取代了占主导地位的船舶报、XBT和CTD等资料,并且一致认为Argo资料在提高 系统预测的准确度上发挥了重要的作用。正如国际Argo计划联合主席Susan Wijffels在开幕式的特邀报告中指出的,“Argo科学组总结出Argo计划十年来的成就包括:为模式初始场和数据同化提供了前所未有的数据集、使 业务化实时全球海洋预测成为可能、带来热含量和淡水储量的准确时间序列、完善了对于全球大尺度平均海洋环流及其变化的描述、确定了温盐年际变化的主要模态 和进程、提供了全球海表绝对高度图及对其变化进行解释的可能等方面”,详细描绘了Argo计划对推动海洋科学发展所作出的巨大贡献 。
此次浮标技术的交流主要放在墙报部分,有5个墙报展示了浮标技术的改进,包括美国Teledyne Webb公司提出的更深层次(近6000m)观测的APEX-Deep剖面浮标、CLS公司展示的Argo浮标通讯技术的改进、德国亥姆霍兹海洋研究中心 提出的溶解氧传感器特征及其校正、法国NKE公司对于其名下剖面浮标的更新信息等,充分体现了Argo浮标在技术上的探索与更新,并取得了一系列显著的成 果。
此次研讨会的主题是“Argo计划十年来的发展以及下一个十年面临的机遇和挑战”,因此会议讨论的主题除了Argo计划十年来的发展,还包括Argo计划 下一个十年的展望,Argo计划一个最大的挑战就是能否再维持十年的核心任务,从而为气候变化研究以及业务化海洋预测系统的发展提供足够的(>20 年)观测资料。Albert Fischer先生在其特邀报告中指出,GOOS主要关注Argo计划如何维持现有的海上观测以及如何扩展这个系统的能力,而Argo的核心使命是以推动 气候科学发展为目标,其附加使命才是冰覆盖区、深海大洋、边缘海的观测以及地球化学和生物的观测。在Argo核心使命上,Euro-Argo计划的实施将 发挥其积极作用。Euro-Argo计划将关注的重点放在气候变化长期(再维持十年以上)观测,并将提供全球海洋约1/4(~800个)正常活动的 Argo浮标。会议期间,组委会呼吁,Argo计划再维持十年以上,则需要每年向大洋补充800~900个浮标,而这需要各个成员国财政上的承诺 (commitment)、长期支持或者将Argo计划纳入国家业务化运行体系。此外,Argo计划除了需要各成员国继续的支持以外,也还面临着一定的挑 战。其中包括:1)Argo计划数据共享的政策需要数据尽可能快的对外发布,然而提供高质量的数据则需要起码一年的时间,而数据质量控制本身也存在一定的 挑战,如缺少同等程度的CTD对比资料、如何降低压力和盐度的系统误差等;2) 随着科学研究的需要,对于Argo浮标布放的样本均匀度、垂向分辨率等的要求也越来越高;3)浮标技术的改进也是Argo全球大洋观测网继续维持的一个关 键等。此外,Argo计划还有两个扩展方向,一个是向边缘海、高纬度(冰覆盖)海域以及化学生物方面的扩张,另一个则是向深海(>3000m)的扩 张,然而如何在保证Argo计划核心任务的前提下进行扩张,仍然是国际Argo计划面临的机遇和挑战。
Argo计划下一个十年的维持,尚需要国际社会进一步加强合作,并为此做出不懈努力。为此,针对中国Argo计划的进展和Argo大洋观测网的建设提出几点建议,供主管部门决策参考。
1、提高对Argo观测网长期建设必要性的认识
全球Argo实时海洋观测网的建设目标是获取大洋表层到中层(2000m)深度范围内的温、盐度剖面资料,以便帮助科学家了解大尺度实时海 洋的变化,提高天气和海洋预报的精度,有效防御全球日益严重的天气和海洋灾害(如飓风、台风、龙卷风、冰雹、洪水和干旱,以及风暴潮、赤潮等)给人类造成 的威胁。我国毗邻太平洋和印度洋,恰恰是一个饱受海洋和气候灾害影响的大国,而过去长期以来对邻近我国的外海大洋和全球海洋观测不够重视,观测资料的积累 也严重不足,使得我国海洋科学研究受到一定的阻碍。虽然自2002年加入国际Argo计划以来,已经积累了大量的实测温、盐度等剖面资料,并且一大批利用 Argo资料分析各种海洋现象的应用研究成果都已表明Argo计划在推动国内海洋科学的发展上所作出了卓越贡献。然而随着科学研究发展的需要,尤其是气候 学发展的需要,对更长时间序列的实测温、盐度等资料的要求越来越多。因此,继续参与国际Argo计划下一个十年的发展,并与国际共享交换以获取长期(20 年以上)的全球海洋实测资料,同时提高我国的国际声誉,需要国家相关部门给予足够的重视,以帮助我国海洋科学的发展跟得上时代和世界海洋科学发展的脚步。
2、需要国家政策与财政上的大力支持
Argo计划再维持十年以上,则需要每年向大洋补充800~900个浮标。美国已经承诺为维持该观测网提供约1/2的浮标;欧盟也已经承诺 每年布放约250个浮标,以便建成一个由800个浮标组成的区域性(包括黑海和地中海)实时海洋观测网;日本和印度每年计划投放的浮标分别为80个和40 个。我国由科技部资助的浮标数量每年约10个,如中国Argo资料中心目前在研的唯一一个与中国Argo计划相关的项目--------”科技基础性工作 专项-西太平洋Argo实时海洋调查”重点项目,计划5年时间(2012-2016年)在西太平洋海域投放35个Argo浮标,除此以外,由国家海洋局或 其它部门、机构每年资助的浮标更少(远小于10个),这些数字与中国作为一个海洋大国的地位相差悬殊,且远远落后于欧美等发达国家,甚至还比不上印度和韩 国。此外,在海上适时补充投放浮标、采集浮标活动区域的CTD资料(用于浮标资料的质量控制),及时接收资料并进行有效的质量控制,以及资料共享交换和数 据产品开发等日常工作的开展,也需要长期持续的经费支持。积极参与Argo观测网的建设,显然是众多海洋和大气科学工作者的一致呼声,希望能得到国家有关 部门的高度重视和大力支持。
3、加大浮标技术的开发力度
2009年第三届国际Argo科学研讨会上,湖北宜昌测试技术研究所展示了由我国研制的剖面浮标,然而由于浮标技术未能达到要求,到目前为 止,还未有国产剖面浮标投入使用。在此也呼吁国家投入更多的人力物力财力来开发国产剖面浮标,从而建立以我国自主研发的浮标为主体的中国Argo大洋观测 网。
(吴晓芬)